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美国国家航空航天局(NASA)的好奇号(Curiosity)探测车近日在火星发现迄今最大型的有机分子,为探索火星过去是否具备生命条件提供重要线索。根据最新研究,这些化合物可能与复杂的有机化学反应有关,正是生命起源所需的条件之一。
这些包括癸烷(decane)、十一烷(undecane)与十二烷(dodecane)的大型有机分子,来自一块约37亿年前的岩石样本,经探测车上的火星样本分析仪(SAM)分析发现。科学家推测它们可能是脂肪酸碎片,而脂肪酸是构成地球生命细胞膜的基本成分。
这些分子虽不能直接证明火星曾有生命,但显示火星曾具备保存脆弱有机物的条件。研究首席作者卡罗琳‧弗雷西内(Caroline Freissinet)表示,这意味着未来有望在火星发现远古生命的痕迹。
黄刀湾突破发现
好奇号于2012年登陆盖尔陨石坑(Gale Crater),自此行驶逾21英里,攀登夏普山(Mount Sharp),探索火星从湿润转为干燥的演变历史。2013年,它在黄刀湾(Yellowknife Bay)取得“坎伯兰样本”(Cumberland sample),显示该地曾为含水湖泊。
研究团队于2015年首次在该样本中发现有机分子,以及硫元素、硝酸盐与地球生物活动相关的甲烷。科学家认为,当时的环境足以支持生命所需的化学反应。
好奇号保留了部分样本,供后续分析。最近一次实验原为寻找氨基酸,却意外侦测到微量癸烷、十一烷与十二烷。反向实验证实,这些可能源自脂肪酸十一酸、十二酸与十三酸。
这些分子皆为11至13个碳原子的长链化合物,比过去火星上发现的更大、更复杂。佛罗里达大学地质学副教授艾美‧威廉斯(Amy Williams)指出,这类长链脂肪酸通常与生命起源相关。
虽然火星样本分析仪(SAM)无法侦测更长链脂肪酸,但目前的发现已突破原任务预期。弗雷西内强调,“好奇号的目标是判定火星是否具备生命演化的条件,而非直接探测生命。但这些成果让我们比想像中更接近答案。”
下一步:样本回地球
好奇号不会再次返回黄刀湾,但保留了样本供后续实验。研究团队正设计新实验,盼进一步确认这些分子的来源。弗雷西内说,“这是我们车上最珍贵的样本,正等待我们进行理想的分析。”
普渡大学行星科学教授布里奥妮‧霍根(Briony Horgan)称此发现是“整个团队的一大胜利”,并指出火星早期水环境中的沉积物确实有能力保存有机分子。
天体生物学家班‧K‧D‧皮尔斯(Ben K.D. Pearce)认为,这可能是人类迄今最接近“侦测到生命讯号”的一次发现。他指出,虽然目前未发现氨基酸、核苷酸或糖等关键生物分子,但这些发现令人振奋。
欧洲太空总署计划于2028年发射ExoMars火星车深入钻探火星地底;NASA的毅力号(Perseverance)则持续于耶泽罗陨石坑(Jezero Crater)采集样本,计划于2030年代送回地球。威廉斯指出,目前在火星不同地区已发现多种有机碳,显示这类分子可能相当普遍。
NASA戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)负责样本送回的高级科学家丹尼尔‧格拉文(Daniel Glavin)总结说:“我现在更乐观地相信,我们将有机会解决关于火星生命存在与否的长期争议。
这张图展示了美国国家航空航天局(NASA)好奇号(Curiosity)探测车在坎伯兰样本(Cumberland sample)中侦测到的三种长链有机分子:癸烷、十一烷与十二烷。(Dan Gallagher/NASA)
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